Harmonická analýza pole v obdélníkovém vlnovoduNa vstupu obdélníkového vlnovodu s rozměry a = 3 cm, b = 1 cm je vybuzeno příčněelektrické pole s videm TE10 a siločarami podle Obr. 1. Vlnovod je na výstupu impedančněpřizpůsoben. Délka vlnovodu je c = 19.2 cm, v prostoru vlnovodu pro 0 < z < c/2 je vzduch,v prostoru pro c/2 <z < c je dielektrikum s relativní permitivitou εr = 2.1, vstupní výkon je10 W. Stanovte parametry rozptylu tzv. S-parametry, které určují poměr vlny incidenční(postupující) a odražené, dále odražený výkon, přenášený výkon, rozložení pole ve vlnovodu,poměr stojatých vln a velikost koeficientu odrazu.
Modelování elektromagnetických polí 3
Numerický model
Elektromagnetické pole modelujeme celém prostoru vlnovodu jako úlohu,
souřadnice omezena délkou vlnovodu.
Relative permitivity, Constant, zadat 1.
Dielektrikum
Relative permeability, Constant, zadat 1.192 m.
Zadání Dirichletovy Neumanovy okrajové podmínky.
Zadání geometrie modelovaného problému
Modeling
Create, Volumes, Block, dimension, zadat –a/2, a/2 OK.1.
nastavit aktivní parametr pro Shape Hex (šestistěn), Sweep, Sweep (prostorová síť) vybrat objem.
Meshing
Mesh Attributes, Picked Volumes, vybrat objem nastavit Materiál, Type Element.
Mesh Tool, Size Control, Global Set, ESIZE 0.
Relative permitivity, Constant, zadat 2.003, dále zvolíme generaci
pravidelné sítě mapované síťování.01 m,
délka 0. Neznámou veličinou tečná složka intenzity
elektrického pole definovaná středu hran konečných prvků, vhodný element prvek pro
vysokofrekvenční elektromagnetické pole HF120. Vybereme uzly pro zadání nulové
okrajové podmínky
Select, Entities, Areas, Location, –a/2, from full, Apply, Replot
select, Entities, Areas, Location, a/2, also select, Apply, Replot
select, Entities, Areas, Location, also select, Apply, Replot
select, Entities, Areas, Location, also select, Apply, Replot
Loads, Define Loads, Apply, Electric, Boundary, Electric Wall, Areas, pick all.03 výška 0.
Select Everything
Předefinování materiálu pro vybrané prvky prostoru vlnovodu
Select, Entities, Nodes, Location, c/2–1e–4 from full, OK,
select, Entities, Elements, Attached Nodes, from full, OK
Modeling, Move/Modify, Elements, Modify Attrib, pick all, Material MAT, OK
Select Everything
.
Definujeme konstanty
Kmitočet vlny GHz, rozměry vlnovodu šířka 0.003, OK.
Hustotu sítě řídíme globálně maximální velikostí prvků ESIZE=0.
zavřít okénko pro zadávání materiálových vlastností.
Preprocesor
Element Typ Add, Library Element Types zvolit Electromagnet nabídky vybrat
3D brick120.
Pro vytvoření sítě konečných prvků přiřadí objemu materiál typ prvku, hustota sítě.
Materiál charakterizující bezeztrátové prostředí uvnitř vlnovodu bude popsán relativní
permitivitou permeabilitou
Material Props, Material models, electromagnetics,
Vzduch
Relative permeability, Constant, zadat 1
